为什么现代的潜艇水下航速比水上的高?在水下不是阻力更大吗?
现代水的水滴型潜艇,艇体湿表面积比常规艇型小的多,故水下液体粘滞阻力较低,且周围水流分布均匀,使湍流较少,也能降低阻力。水滴型艇尾多为单桨,且桨后无物体,使尾流均匀,故能耗降低。单桨使桨叶设计时无须考虑艇体对其大小的限制,使大直径低速桨的使用成为可能,进一步提高推进效率。加上大侧斜桨,大功率推进技术的使用,使水下行速进一步提高。早期艇火炮,潜望镜,扶手都暴露在外,阻力当然高,加上过多的排水孔,水下航速低是理所当然。
潜艇主要是在水下航行的,所以,它的艇形被设计成适合于水下航行,如水滴型.二战时的潜艇象军舰,所以,在水面速度比水下快.现在要是这样设计潜艇,那潜艇就一点生存的机会也没有.现在潜艇从艇形和动力上更注重于水下航行,水上航行处于次要地位,所以,水下航速要比水上高.
关于柴电潜艇的航速确实令人费解,很多资料上都是水下航速大于水面航速,比如基洛级水下航速19节,而水面航速只有17节.
初看这个题目,许多人也许感到很奇怪。因为一般情况下,物体在地上行进速度要比水下快,因为空气的阻力要大大小于水的阻力。然而,潜艇却相反,在水下航行的速度要快于在水面的航行速度。这是为什么呢? 潜艇在水面航行时影响航速的阻力一般有摩擦阻力、旋涡阻力、兴波阻力、突出体阻力和空气阻力。
这5种阻力随着航速的增加而变大。潜艇在水下时空气阻力就不存在了。由波浪造成的兴波阻力也会随着潜艇的下潜深度的增加而减小,水面惊涛骇浪时,水下可能风平浪静。这样,影响潜艇水下航速的阻力就只剩下摩擦阻力、旋涡阻力和突出体阻力。 如果潜艇都是以同样的低速航行,其在水面所受到的阻力要小于水下受到的阻力,航行速度以水面为快。
这是因为潜艇低速在水面航行时,其兴波阻力和空气阻力都相当小,所面对的只是摩擦阻力、突出体阻力和旋涡阻力;而潜艇在水下低速航行时的主要航行阻力虽然也是这3个阻力,但因潜艇在水下状态时浸水表面积大大增加,会使摩擦力较水面增大许多,同时由于潜艇在水下时一些突出体(如指挥台)入水后会加大突出体阻力,所以潜艇水下低速航行时的阻力要大于水面低速航行时的阻力,也就是说,低速水下航行比低速水面航行要消耗更大的功率,其航行速度自然低于在水面航行。
然而在高速航行时,就会出现与上面所讲的完全不同的状态。随着航速的增加,潜艇在水面上的空气阻力和兴波阻力将大大增加,使其总阻力值大于在水下高速航行的潜艇的总阻力值。据计算,当潜艇的速度达到一定值时,水面阻力甚至是水下阻力的两倍,其结果也就可想而知了。
对于核潜艇来说,不管是水面航行还是水下航行都采用的同一动力装置,在同样的额定功率下,在水面和水下就会产生出不同的最大航速值。此外,因核潜艇的主要活动是在水下,在动力装置的设计上主要考虑的也是尽量减少水下的阻力,以适应在水下航行的特点,所以核潜艇的水下航速高于水面航速。
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还有,因为技术问题,老式的柴电潜艇外观通常和水面舰艇设计类似,尤其是船头部分,大多是平直的,这种设计在水面航行时较平稳,而在水下是阻力相对较大。而现代的核潜艇的常规潜艇大多设计成水滴型外观,水下阻力较小,但在水面航行时由于水滴型的物理原理(我也不懂是怎么回事),会产生“沉头”效应,即潜艇艏部会不断的轻微向水线以下倾斜,需要进行控制。这样一来,航速就低了。 -------------二战德军U--552号潜艇油画,德国U艇是一款典型的老式艇,大家可以将它的外观和当今潜艇作一对比
常规潜艇水面速度高于水下,因为在水下是用电池为动力,在水面为了给电池充电,是使用柴油机的.
答:对于一艘潜艇来说,用同样的功率航行,水面航速和水下航速的快慢,主要取决于潜艇外形(即形状阻力)。 1。为何常规形状的潜艇水下航速小于水面? 早期的常规潜艇在水面...详情>>
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答:俄罗斯现在是资本主义社会制度详情>>
答:“目前中国台湾地区的民主制度还存在许多问题,希望能改”,那就改吧。详情>>